На КМУ-2024 Оксана Герцен, старший научный сотрудник Института иммунологии и физиологии УрО РАН, представила результаты исследований, посвященных мышечному сокращению при развитии атрофии. Кроме того, исследовательница рассказала о новейших методах изучения взаимодействия белков, обеспечивающих сокращение мышц. Материал опубликован на агрегаторе научной информации InScience.Pro.
Сердечная мышца, а также скелетные мышцы на молекулярном уровне состоят из толстых и тонких нитей. Толстые нити представлены белком миозином, а тонкие — актином и регуляторными белками. Мышцы сокращаются благодарю тому, что толстые и тонкие нити скользят друг относительно друга.
В докладе на IV Конгрессе молодых ученых Оксана Герцен, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института иммунологии и физиологии УрО РАН, рассказала о методах, которые используют ученые для исследования взаимодействия миозина и актина.
Один из них — это искусственная подвижная система, которая реализована в лаборатории биологической подвижности (зав. лабораторией — доктор биологических наук С. Ю. Бершицкий) и является единственной установкой такого рода в России. Этот метод заключается в том, что в проточную ячейку (маленькую камеру, состоящую из двух стеклышек) помещают раствор с молекулами миозина. Молекулы миозина располагаются на поверхности одного из стеклышек. Затем при добавлении актина и раствора с содержанием АТФ происходит взаимодействие между этими двумя белками — актин скользит по миозину. Ученым удается увидеть это взаимодействие и измерить скорость, с которой актин движется по миозину.
«Еще один уникальный метод в распоряжении лаборатории биологической подвижности — оптическая ловушка. В этом методе два лазерных луча удерживают два микроскопических шарика, а к шарикам прикрепляется нить актина и получается своего рода "гантель". К "гантели" подводится шарик — "пьедестал" — на котором закреплена молекула миозина. Когда миозин взаимодействует с актином, мы это можем увидеть по изменению сигнала от лазерного луча», — рассказала Оксана Герцен.
Более простой метод исследования белков, отвечающих за сокращение мышц, — электрофорез. Это метод, в котором белки помещают в специальный гель и «заставляют» перемещаться в нем под действием электрического тока. Такой подход позволяет разделить белки по массе и тем самым отличить их друг от друга.
«В целом такие подробные исследования нужны потому, что существует несколько разных изоформ миозина, которые вносят разный вклад в силу и скорость сокращения. Таким образом, чтобы понять, почему нарушается сокращение, важно иметь представление о том, какие изоформы представлены в мышечной ткани», — рассказала Оксана Герцен.
Кроме того, докладчица рассказала о совместных исследованиях ученых Института иммунологии и физиологии УрО РАН с лабораторией миологии Института медико-биологических проблем РАН (зав. лабораторией — доктор биологических наук Б. С. Шенкман), посвященных изучению причин атрофии мышц и методов борьбы с развитием этого состояния. Ученые показали, что меняется соотношение разных изоформ миозина, а также характеристики взаимодействия миозина с актином и тонкой нитью. Сейчас исследователи проверяют гипотезу — можно ли бороться с этими изменениями и атрофией с помощью веществ, активирующих сокращение и действующих непосредственно на белки, и каковы будут долгосрочные последствия использования подобных препаратов? Первые обнадеживающие результаты уже получены, но впереди большие и продолжительные исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
